C++ 内存分配详解
内存分配是C++编程中的核心概念，主要分为栈分配和堆分配两种方式。
1. 栈内存分配（自动分配）
栈内存由编译器自动管理，分配和释放速度快。
特点：
- 自动分配和释放
- 大小有限（通常几MB）
- 局部变量存储在栈上
- 函数结束时自动释放
#include<iostream>usingnamespacestd;voidstackExample(){intx=10;// 栈上分配intarr[100];// 栈上分配数组（大小固定）doubled=3.14;// 函数结束时，所有局部变量自动释放}intmain(){stackExample();return0;}2. 堆内存分配（动态分配）
堆内存由程序员手动管理，使用new和delete操作符。
特点：
- 手动分配和释放
- 内存较大（受系统限制）
- 生命周期由程序员控制
- 分配速度较慢
3. new 和 delete 的基本用法
分配单个变量
// 分配内存int*p=newint;// 分配一个int类型的内存*p=42;// 向分配的内存写入值// 分配并初始化int*p2=newint(100);// 直接初始化为100// 释放内存deletep;deletep2;p=nullptr;// 好习惯：释放后置为空指针p2=nullptr;分配数组
// 分配数组intsize=10;int*arr=newint[size];// 分配10个int的数组// 初始化数组for(inti=0;i<size;i++){arr[i]=i*10;}// 释放数组内存（必须使用 delete[]）delete[]arr;arr=nullptr;4.new的高级用法
初始化数组（C++11及以上）
// 使用初始化列表int*arr1=newint[5]{1,2,3,4,5};// 默认初始化（所有元素为0）int*arr2=newint[5]();// 所有元素初始化为0// 分配并初始化字符串char*str=newchar[10]{'H','e','l','l','o','\0'};分配多维数组
// 方法1：使用一维数组模拟introws=3,cols=4;int*matrix=newint[rows*cols];// 访问元素：matrix[i * cols + j]// 方法2：指针数组（更直观但需要多层释放）int**matrix2=newint*[rows];for(inti=0;i<rows;i++){matrix2[i]=newint[cols];}// 使用for(inti=0;i<rows;i++){for(intj=0;j<cols;j++){matrix2[i][j]=i*j;}}// 释放多维数组for(inti=0;i<rows;i++){delete[]matrix2[i];}delete[]matrix2;matrix2=nullptr;5. 内存分配失败处理
传统方式（抛出异常）
try{int*p=newint[1000000000000];// 分配过大的内存delete[]p;}catch(conststd::bad_alloc&e){cout<<"内存分配失败: "<<e.what()<<endl;}使用 std::nothrow（不抛出异常）
int*p=new(std::nothrow)int[1000000000000];if(p==nullptr){cout<<"内存分配失败"<<endl;// 处理错误}else{delete[]p;}6. 动态分配对象
单个对象
classMyClass{public:intvalue;MyClass(intv):value(v){cout<<"构造函数: "<<value<<endl;}~MyClass(){cout<<"析构函数: "<<value<<endl;}};intmain(){// 动态创建对象MyClass*obj=newMyClass(42);// 使用对象cout<<"对象值: "<<obj->value<<endl;// 手动释放deleteobj;obj=nullptr;return0;}7. 内存分配的最佳实践
1. 总是检查分配是否成功
int*p=new(std::nothrow)int[1000];if(!p){// 处理内存不足的情况cerr<<"内存不足！"<<endl;return-1;}2. 配对使用new/delete和new[]/delete[]
// 正确int*single=newint;deletesingle;int*array=newint[10];delete[]array;// 注意是 delete[]// 错误int*arr=newint[10];deletearr;// 错误！应该使用 delete[]3. 避免内存泄漏
voidbadFunction(){int*p=newint[100];// 忘记 delete[] p; // 内存泄漏！}voidgoodFunction(){int*p=newint[100];// 使用内存...delete[]p;// 正确释放p=nullptr;}4. 使用 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）
classSmartArray{private:int*data;intsize;public:SmartArray(intn):size(n){data=newint[n];}~SmartArray(){delete[]data;data=nullptr;}// 禁用拷贝构造和赋值（或实现深拷贝）SmartArray(constSmartArray&)=delete;SmartArray&operator=(constSmartArray&)=delete;// 移动语义SmartArray(SmartArray&&other)noexcept:data(other.data),size(other.size){other.data=nullptr;other.size=0;}};intmain(){SmartArrayarr(100);// 自动管理内存// 函数结束时自动调用析构函数释放内存return0;}